利用FFPE樣品進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組研究打破空間生物學(xué)的限制
瀏覽次數(shù):1756 發(fā)布日期:2021-8-17
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10x Genomics 空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)自推出以來,主要針對各種新鮮冰凍組織。而現(xiàn)在,大家期待已久的FFPE樣品也可以做啦!。〗裉,就讓小編帶您了解利用FFPE樣品進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的方法吧。
背 景結(jié)合了組織學(xué)技術(shù)的優(yōu)點和FFPE樣品高通量測序技術(shù),Visium Spatial Gene Expression for FFPE 是對由病理學(xué)專家判斷為主的傳統(tǒng)分析方法的補充。利用該技術(shù),在人和小鼠的FFPE樣品中,可以在高分辨率水平對整個組織切片超過18000個基因表達(dá)進(jìn)行分析。通過對FFPE組織樣本的轉(zhuǎn)錄組測序分析,可以檢測任意通路中的任何基因、解決組織異質(zhì)性并揭示形態(tài)學(xué)背景下空間組織的細(xì)胞類型和狀態(tài)。此外,通過與免疫熒光技術(shù)(IF)相結(jié)合,可在同一時間可視化蛋白和基因的表達(dá)信息。
Fig.1 從FFPE樣品中獲得形態(tài)學(xué)背景下高分辨率的基因表達(dá)信息
實驗流程首先將FFPE組織切片放置在Visium基因表達(dá)芯片上,進(jìn)行組織學(xué)成像(形態(tài)學(xué)背景的H&E染色或使用IF技術(shù)對蛋白共檢測)。然后,用RTL探針集在組織中靶向雜交和連接,并用RNase酶處理和透化,與芯片上的捕獲探針結(jié)合延伸。最后,進(jìn)行建庫測序和數(shù)據(jù)分析及可視化。
獨特的RTL探針設(shè)計Visium for FFPE陣列利用RNA模板連接技術(shù)(RTL),首先針對編碼蛋白轉(zhuǎn)錄組基因設(shè)計特異性探針對,然后將探針對與組織內(nèi)的靶標(biāo)基因進(jìn)行雜交,雜交后探針對互相連接。隨后進(jìn)行組織透化來釋放組織中已連接在一起的探針對,并與芯片上的捕獲探針結(jié)合,從而捕獲到基因的表達(dá)信息。
Fig.2 針對整個FFPE組織切片測序分析的工作流程。A.實驗流程概述。B. RTL探針集捕獲轉(zhuǎn)錄組原理
冰凍組織和FFPE組織的Visium空間轉(zhuǎn)錄組結(jié)果比較
分別使用小鼠腦的新鮮冰凍組織和FFPE組織進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組分析,結(jié)果如下:
- 兩者的結(jié)果高度具有很高的相關(guān)性,說明兩種檢測方法具有可比性和高靈敏度。
- 在兩種組織的結(jié)果中,Hpca 基因都在海馬中表達(dá)并且與已知的表達(dá)模式一致,證明了Visium用于FFPE分析的特異性。
- 取自小鼠腦FFPE樣本的連續(xù)切片的空間轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果,在聚類和總UMI數(shù)方面都顯示出高度的重現(xiàn)性。
Fig.3 FFPE與新鮮冰凍組織結(jié)果比較。A.兩種組織結(jié)果測序飽和度。B.Hpca基因在兩種組織的表達(dá)模式。C.FFPE連續(xù)切片的聚類結(jié)果和檢測到的總UMI數(shù)。
人乳腺導(dǎo)管癌FFPE樣品中可檢測到大約18000個基因利用Visium Spatial Gene Expression for FFPE技術(shù),可在人乳腺導(dǎo)管癌原位FFPE樣品中探測到大約18000個基因。
Fig.4 覆蓋全FFPE組織樣品中的全轉(zhuǎn)錄組探測結(jié)果。A.腫瘤FFPE組織切片 H&E染色圖。B. 基因總探測數(shù)。C.spot分群結(jié)果圖。D.乳腺癌關(guān)鍵基因的空間分布和表達(dá)水平。
亮 點
- 使用RNA模板連接(RTL)探針集確保高靈敏度和特異性,獲得高可信度的基因檢測結(jié)果。
- 重新使用已保存的或生物庫中的樣品來發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)記物,或進(jìn)行回顧和追蹤研究來確認(rèn)一定時間范圍內(nèi)的生物學(xué)過程。
- 可以研究整個FFPE切片,消除與預(yù)定義感興趣區(qū)域相關(guān)的分析限制,不會錯過重要的生物學(xué)信息。
- 與免疫熒光技術(shù)結(jié)合可視化蛋白與基因的表達(dá),或結(jié)合H&E染色用于形態(tài)學(xué)研究。